[업다운뉴스 여지훈 기자] 수소산업에 대한 관심이 국내외를 불문하고 꾸준하다. 세계 주요국이 자국 내 수소산업 활성화를 위해 노력하는 가운데 우리나라에서도 ‘수소경제 활성화 로드맵’(2019년)과 ‘수소경제 이행 기본계획’(2021년)을 기반으로 수소경제 조성을 위한 정책적 지원이 정권을 넘어서까지 이어지고 있다.

수소경제란 수소를 주요 에너지원으로 사용하는 경제산업구조를 가리키며, 수소산업은 기존 화석연료 중심의 에너지 시스템에서 탈피해 수소의 생산·운송·저장·활용에 이르기까지 수소를 새로운 에너지원으로 사용하는 데 필요한 모든 사업 부문을 포괄한다.

수소산업은 ‘2050 탄소중립 추진전략’(2020년)에서도 핵심 역할을 하고 있다. 2050년 탄소중립을 위해 정부가 제시한 5대 기본방향의 첫 번째로 ‘깨끗하게 생산된 전기·수소의 모든 부문 이용 확대’가 꼽힐 정도다. 그럼에도 수소산업은 그간 다른 신재생에너지 산업에 비해 비관적으로 보는 시각이 많았다. 한국건설기술연구원(KICT)의 김양균 화재안전연구소 수석연구원은 지난 4월 ‘수소산업을 위한 국내외 정책동향’에서 그 이유로 수소산업의 △낮은 생산성 및 경제성 △비효율성 △해결 못 한 기술적 난제 △미흡한 생태계 △낮은 주민 수용성을 꼽았다.

각각을 간략히 살펴보면, 수소산업의 낮은 생산성은 현재 정부 로드맵에서 제시하는 수소 소비량을 고려할 시 해외 수소 수입의 불확실성과 석유화학 제조과정에서 생성되는 부생수소의 제한적인 생산량에서 비롯된다. 낮은 경제성은 현재로서는 수소의 생산단가가 경제성 부합단가(2400원/kg)를 크게 웃도는 것에서 기인하며, 여기에 저장·운송 비용, 충전소 구축 비용까지 고려할 경우 수소 충전가격이 지나치게 높게 산정돼 과연 그 경제적 실효성이 있느냐는 물음표가 제기될 수밖에 없다.

수소산업의 효율성은 대량생산을 위해 액화천연가스(LNG) 등의 가스 개질 시 필요한 막대한 열 공급과, 물 전기분해 시 필요한 전기 공급이 향후 활용되는 전기와 비슷한 수준이라는 측면에서 도전을 받는다. 특히 수소가 1차 에너지가 아니라 다른 에너지원을 통해 생산된다는 사실은 그 자체로 수소산업이 내재하고 있는 비효율성일 수밖에 없다.

이외에도 생산과 저장, 운송, 활용 분야에서 아직 미흡한 기술 수준과 난제들, 폭발 사고에 대한 대중의 두려움에서 비롯된 낮은 주민 수용성 역시 수소산업 활성화의 걸림돌로 작용하고 있다. 실제로 2019년 5월 강릉에서 일어난 수소탱크 폭발 사고와, 같은 해 6월 노르웨이에서 발생한 무인 수소충전소 폭발 사고는 수소의 안전성에 경고의 메시지를 던졌다.

하지만 한국산업안전공단과 미국화학공학회 등 전문기관에 따르면, 종합적인 위험도 분석(자연발화온도, 연료 독성, 불꽃 온도, 연소 속도) 결과 수소는 도시가스보다 위험도가 낮다. 수소의 위험도가 1이라고 가정할 시 도시가스는 1.03, LPG는 1.22, 가솔린은 1.44로 평가됐다.

김양균 수석연구원 역시 앞의 여러 장애에도 불구, 수소산업의 전망과 수소산업으로의 이행을 긍정적으로 평했다. 김 수석연구원은 “수소는 기후 의존도가 높고 지역적 편차를 가진 재생에너지의 한계를 보완할 수 있는 대안으로 탈 탄소화 및 지구 온난화에 대응이 가능하며, 대부분 에너지를 수입에 의존하는 우리나라의 에너지 자급률을 높여 에너지 안보 확보에 기여할 수 있다는 장점을 갖는다”고 설명했다. 이어 “우리 정부의 정책적 지원이 꾸준히 이뤄지고 있고, 주요 국가들 역시 수소경제로의 이행을 위한 지원정책을 수립하고 있어 면밀히 살펴볼 필요가 있다”고 강조했다.

실제로 지구 온난화 대응을 위한 국제적인 공조와, 수소경제로의 이행을 위한 세계 각국 정부의 적극적인 정책적 의지는 고무적이다.

현재 주요국 수소 정책을 살펴보면, 우선 유럽의 경우 ‘수소 이니셔티브’(2018), ‘유럽 그린딜’(2019), ‘신산업전략’(2020)에 기반을 두고 수소 정책을 수립해왔다. 2020년 7월에는 유럽연합(EU) 수소전략을 발표해 투자, 규제, 시장형성, 연구개발 등을 통한 그린수소(재생에너지 기반 수소)의 생산 및 활용의 현실화에 초점을 맞췄다. 중단기적으로는 그린수소 생산, 저탄소 수소 활용을 통한 탄소배출 감축, 자생력 있는 시장형성을 꾀하고, 장기적으로는 그린수소가 사용되는 산업 범위를 전 분야로 확대해 이를 대규모로 활용하겠다는 계획이다.

미국은 에너지부와 캘리포니아주 정부 주도로 수소경제사회 구현을 위한 정책을 추진 중이다. 에너지부는 미국 내 수소생산, 운송, 저장 등 수소 인프라에 대한 구체적인 계획을 수립·수행하고 있으며, 미국 수소경제로의 로드맵(2020년)에 따라 H2USA와 FCHEA(연료전지·수소에너지 협회)가 발족돼 수소산업을 견인하고 있다.

생산 부분에서는 자급률 100% 달성을 위해 수전해 설비 등 수소 생산기술 혁신을 위해 투자를 진행 중이고, 저장 및 활용 분야에서는 캘리포니아를 중심으로 충전 인프라를 구축하고 천연가스 배관을 활용한 수소 그리드를 구축하는 계획을 추진하고 있다. 모빌리티 분야에서도 수소전기차가 일반 전기차와 함께 탄소중립 실현을 위한 큰 축을 맡아줄 것으로 기대되는 가운데 이를 위한 인프라 구축 지원정책도 지속해서 나오는 중이다.

중국은 ‘제조2025’를 통해 연료전지 기술개발, 수소전기차 산업 육성, 수소에너지 기술개발 등과 관련된 정책과 목표를 추진 중이다. 특히 2050년까지 재생에너지를 활용한 수전해 방식의 생산 비율을 70%까지 확대하고, 2030년까지 탄소정점, 2060년까지 탄소중립을 달성한다는 ‘3060 탄소중립’ 목표에 따라 수소산업에 대한 투자를 활발히 진행하고 있다.

일례로 상하이시는 2025년까지 70여개의 수소충전소를 건설하고 연료전지차 보유량 1만대를 돌파하겠다고 밝혔으며, 베이징시는 수소충전소 건설 및 운영에 보조금을 지원하고, 징진지 연료전지차 시범도시 클러스터 조성과 수소 연료전지차 응용 시범사업을 추진한다는 방침이다. 이외에도 쑤저우, 난퉁, 자싱 등을 수소차 시범도시 군으로 지정해 수소차 산업망을 구축하고, 허베이성 등은 수소산업 시범도시 건설을 추진할 계획으로 지방정부 차원에서 적극적인 수소산업 육성계획과 지원이 이뤄지고 있다.

일본은 ‘제5차 에너지기본계획(2018)’에 근거, 에너지효율 촉진, 재생에너지 도입·확대, 천연가스 및 원자력 유지, 이산화탄소 포집·저장(CCS) 실시 등 다양한 정책수단과 함께 ‘3E+S’ 에너지 목표 실현을 꾀하고 있다. 여기서 3E는 에너지 안보(Energy Security), 경제적 효율성(Economic Efficiency), 친환경성(Environment)을 뜻하며, S는 안전성(Safety)을 의미한다.

일본의 에너지기본계획은 최소 3년마다 검토해 개정이 필요하다고 판단될 경우 개정을 실시하며, 일본 경제산업성은 지난해 7월 ‘제6차 에너지기본계획 초안’을 발표했다. 이에 따르면 일본은 2030년 온실가스 감축 목표를 2013년 대비 기존 26%에서 46%로 상향 조정함과 동시에 2050년 탄소중립을 위해 발전부문에서 가스화력의 30%에 수소 전소 및 혼소 방식을 도입하고, 산업부문에서 수소환원제철, 수소스테이션 등의 수요를 확대할 예정이다.

또 2050년까지 수소 사회 실현을 위해 민관이 공유해야 할 정책목표와 방향, 비전을 제시하고 이를 위한 행동계획을 담은 ‘수소기본전략’도 수립했는데, 여기서는 수소 사회 실현 발전단계를 3단계로 구분하고, 단계별 목표와 중점과제를 별도로 설정했다. 일본의 핵심전략은 해외 수소를 적극 활용해 생산성을 높이고, 관련 인프라를 꾸준히 확충해 수소 역할을 확대해 나간다는 데 있다. 다만 생산 부분에서 자급률이 낮아 해외에 의존한다는 점과 연료전지와 모빌리티 위주의 정책이 많다는 점은 우리나라 상황과 매우 유사하다.

우리나라 수소산업의 강점은 연료전지와 수소전지차의 활용을 위한 인프라 구축에 많은 노력이 기울여지고 있다는 점이다. 특히 정부 주도로 대용량 수소 공급 및 자생적 생태계 조성을 위한 인프라 보급이 이뤄지는 흐름은 앞서 언급한 주요국의 정책 방향과 일치하는 것이기도 하다.

일찍이 과학기술정책연구원의 배용호 선임연구위원도 ‘수소경제 주요 계획과 미래 전망’에서 수소경제 활성화에 대한 정부의 적극적인 정책적 의지와 수소경제에 대한 세계 각국의 관심 증대를 수소경제의 미래를 낙관할 수 있는 주요 요인으로 꼽았다. 또 지구 온난화 대응을 위한 국제협약의 환경규제 강화와, 선박, 기차, 드론 등 새로운 활용산업의 등장으로 인한 생태계 조성 역시 수소경제로의 이행을 촉진하는 중요한 개발 기제로 작용할 것으로 내다봤다.

다만 수소 생산성을 향상할 수 있는 대안이 일본과 마찬가지로 해외 수입 수소에 크게 의존하고 있다는 점은 아직 해결해야 할 과제다. 이와 관련해 김양균 수석연구원은 “로드맵에서 제시하는 2050년 그린수소 생산 및 공급량 목표치를 달성하기 위한 다른 방법의 제시가 필요해 보이며, 중간 단계로 원자력 에너지를 활용해 수소의 생산성과 경제성을 확보하는 것도 하나의 방법”이라고 설명했다.